NANOQUÍMICA

CATENANOS

Es una rama de la nanociencia relacionada con la producción y reacciones de nanopartículas y sus compuestos. Está relacionada con las propiedades

características asociadas con ensamblajes de átomos o moléculas sobre una escala que varía de tamaño de los bloques individuales hasta las del

material aglomerado(desde 1 hasta 1000 nm). A este nivel, los efectos cuánticos pueden ser significativos, teniendo así nuevas formas de llevar a cabo reacciones químicas. El profesor Geoffrey Ozin de la Universidad de Toronto es considerado como el padre de la Nanoquímica. "Su visionario

artículo "Nanochemistry - Synthesis in Diminishing Dimensions" (Advanced Materials, 1992, 4, 612) estimuló a todo un nuevo campo: proponía que los

principios de la química podían aplicarse a la síntesis de materiales de "abajo hacia arriba" "sobre cualquier escala de longitud" mediante los "principios de construcción de bloques jerárquicos": esto es, utilizando bloques de construcción de escala nano/molecular "programados" con

información química que los auto-ensamblará espontáneamente, de una manera controlada, en estructuras que abarcan un amplio intervalo de

escalas de longitud."

NANOQUÍMICA

CATENANO

Un catenano es una estructura molecular mecánicamente entrelazada que está compuesta de dos o

más macrociclos entrelazados. Los anillos entrelazados no se pueden separar sin romper los enlaces

covalentes de los macrociclos. La palabra catenano deriva de la palabra latina catena que

significa en cadena. Están conceptualmente relacionados con otras arquitecturas moleculares mecánicamente

entrelazadas, como los rotaxanos, los nudos moleculares o los anillos de Borromeo moleculares.

Recientemente, se ha acuñado la terminología enlace mecánico para describir la conexión entre los macrociclos

de un catenano.

Una característica particularmente interesante de muchos catenanos es la capacidad de los anillos para girar uno respecto

del otro. Este movimiento a menudo puede ser detectado y medido por espectroscopia de RMN, entre otros métodos.

Cuando existen motivos de reconocimiento molecular en el catenano terminado (por lo general aquellos que se utilizaron para sintetizar ese catenano), dicha molécula puede tener una o más posiciones preferidas termodinámicamente de los anillos respecto del otro. En el caso de que un sitio de reconocimiento

sea un resto conmutable, tendremos como resultado un interruptor molecular mecánico. Cuando un catenano es

sintetizado por coordinación de varios macrociclos en torno a un ion metálico, a continuación, la extracción y reinserción de los iones metálicos pueden activar o desactivar el movimiento

libre de los anillos.

Se han sintetizado catenanos que incorporan muchas unidades funcionales, incluyendo grupos con actividad redox (por

ejemplo, viológeno y tetratiafulvaleno, TTF), grupos fotoisomerizables (por ejemplo, azobenceno),

grupos fluorescentes y grupos quirales. Algunos catenanos se han utilizado para crear interruptores moleculares como se ha

descrito anteriormente, así como para la fabricación de dispositivos de electrónica molecular y sensores moleculares.

PROPIEDADES Y APLICACIONES